【简单认识LVS+Keepalived负载均衡高可用群集】

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一、Keepalived高可用详解

1、简介

Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS服务高可用方案,可以解决静态路由出现的单点故障问题。

2、原理

在一个LVS服务集群中通常有主服务器(MASTER)和备份服务器(BACKUP)两种角色的服务器,但是对外表现为一个虚拟IP,主服务器会发送VRRP通告信息给备份服务器,当备份服务器收不到VRRP消息的时候,即主服务器异常的时候,备份服务器就会接管虚拟IP,继续提供服务,从而保证了高可用性。

3、Keepalived体系主要模块及其作用:

keepalived体系架构中主要有三个模块,分别是core、check和vrrp。
●core模块:为keepalived的核心,负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析。
●vrrp模块:是来实现VRRP协议的。
●check模块:负责健康检查,常见的方式有端口检查及URL检查。

二、LVS+Keepalived 高可用群集部署实例

实验准备
Web 服务器1:192.168.206.7(VIP 192.168.206.180)
Web 服务器2:192.168.206.8(VIP 192.168.206.180)
NFS 共享存储器:192.168.206.5
LVS+keepalived 主负载调度器:192.168.206.10(VIP 192.168.206.180)
LVS+keepalived 备负载调度器:192.168.206.6(VIP 192.168.206.180)
网关/路由器:192.168.206.2
客户端:192.168.206.9

1.配置NFS共享存储器

#关闭防火墙和selinux
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
 
#下载nfs服务
yum install nfs-utils rpcbind -y
systemctl start rpcbind.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
systemctl enable rpcbind.service
 
#创建两个共享目录
cd /opt/
mkdir ikun heizi
chmod 777 ikun/ heizi/
#分别在共享目录中添加web测试页面(两个可以有所区别)
echo 'welcome to ikun.com!' > ikun/index.html
echo 'welcome to heizi.com!' > heizi/index.html
 
#修改nfs发布策略
vim /etc/exports
/usr/share *(ro,sync)
/opt/ikun 192.168.206.0/24(rw,sync)
/opt/heizi 192.168.206.0/24(rw,sync)
 
#在线发布
exportfs -rv
#查看共享
showmount -e

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2.配置节点web服务(两台的配置相同)

systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0

(1)配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.206.180)

#此地址仅用作发送 Web响应数据包的源地址,并不需要监听客户机的访问请求(改由调度器监听并分发)。因此使用虚接口 lo∶0 来承载 VIP 地址,并为本机添加一条路由记录,将访问 VIP 的数据限制在本地,以避免通信紊乱。

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-lo ifcfg-lo:0		
vim ifcfg-lo:0
DEVICE=lo:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.206.180
NETMASK=255.255.255.255						#注意:子网掩码必须全为 1

ifup lo:0
ifconfig lo:0
route add -host 192.168.206.180 dev lo:0

vim /etc/rc.local
/sbin/route add -host 192.168.206.180 dev lo:0

chmod +x /etc/rc.d/rc.local

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(2)调整内核的 ARP 响应参数以阻止更新 VIP 的 MAC 地址,避免发生冲突

vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1			#系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2		#系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址,而选择发送接口的IP地址
net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2

sysctl -p

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(3)–192.168.206.7—

#挂载
mount.nfs 192.168.206.5:/opt/ikun /var/www/html/
#查看挂载
df -h
#永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.206.5:/opt/ikun /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
#刷新
mount -a
#重启网卡
systemctl restart network

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(4)–192.168.206.8—

#挂载
mount.nfs 192.168.206.5:/opt/heizi /var/www/html/
#查看挂载
df -h
#永久挂载
vim /etc/fstab
192.168.206.5:/opt/heiz /var/www/html nfs defaults,_netdev 0 0
#刷新
mount -a
#重启网卡
systemctl restart network

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3、配置负载调度器(主、备相同)

#关闭防火墙和selinux
systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
#安装ipvsadm服务,keepalived服务
yum -y install ipvsadm keepalived
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs
修改内核参数
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0
 
sysctl -p

#配置虚拟 IP 地址(VIP:192.168.206.180)
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0				#若隧道模式,复制为ifcfg-tunl0
vim ifcfg-ens33:0
DEVICE=ens33:0
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.206.180
NETMASK=255.255.255.255

ifup ens33:0
ifconfig ens33:0
#注意
副机配置ens33:0可能会提示此地址已被占用,多次重启网卡,使用ifconfig查看即可
systemctl restart network
ifconfig 

修改负载器配置文件

cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf

配置文件部分

......
global_defs {						#定义全局参数
--10行--修改,邮件服务指向本地
	smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改,指定服务器(路由器)的名称,主备服务器名称须不同,主为LVS_01,备为LVS_02
	router_id LVS_01
--14行--注释掉,取消严格遵守VRRP协议功能,否则VIP无法被连接
	#vrrp_strict
}

vrrp_instance VI_1 {				#定义VRRP热备实例参数
--20行--修改,指定热备状态,主为MASTER,备为BACKUP
    state MASTER
--21行--修改,指定承载vip地址的物理接口
    interface ens33
--22行--修改,指定虚拟路由器的ID号,每个热备组保持一致	
    virtual_router_id 10
	#nopreempt		#如果设置非抢占模式,两个节点state必须为bakcup,并加上配置 nopreempt
--23行--修改,指定优先级,数值越大优先级越高,这里设置主为100,备为90
    priority 100
    advert_int 1					#通告间隔秒数(心跳频率)
    authentication {				#定义认证信息,每个热备组保持一致
		auth_type PASS				#认证类型
--27行--修改,指定验证密码,主备服务器保持一致
        auth_pass 123
    }
    virtual_ipaddress {				#指定群集vip地址
        192.168.206.180
    }
}
--36行--修改,指定虚拟服务器地址(VIP)、端口,定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.206.180 80 {
    delay_loop 6					#健康检查的间隔时间(秒)
    lb_algo rr						#指定调度算法,轮询(rr)
--39行--修改,指定群集工作模式,直接路由(DR)
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50			#连接保持时间(秒)
    protocol TCP					#应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改,指定第一个Web节点的地址、端口
    real_server 192.168.206.7 80 {
        weight 1					#节点的权重
--45行--删除,添加以下健康检查方式		
        TCP_CHECK {
			connect_port 80			#添加检查的目标端口
			connect_timeout 3		#添加连接超时(秒)
			nb_get_retry 3			#添加重试次数
			delay_before_retry 3	#添加重试间隔
		}
	}

	real_server 192.168.206.8 80 {		#添加第二个 Web节点的地址、端口
        weight 1
        TCP_CHECK {
			connect_port 80
			connect_timeout 3
			nb_get_retry 3
			delay_before_retry 3
		}
	}
##删除后面多余的配置,全部删掉即可##
}

启动keepalived再启动ipvsadm(ipvsadm会自动加载keepslived中的配置)

#启动keepalived
systemctl restart keepalived.service
ipvsadm-save > /etc/sysconfig/ipvsadm
 
#启动ipvsadm
systemctl restart ipvsadm.service
ipvsadm -C   ##清空规则
ipvsadm -A -t 192.168.206.180:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.206.180:80 -r 192.168.206.7:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.206.180:80 -r 192.168.206.8:80 -g

ipvsadm -ln
#如没有VIP 的分发策略,则重启 keepalived 服务,systemctl restart keepalived

查看主服务器192.168.206.10

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查看副服务器
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访问测试(此时应该是主负载器提供服务)

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现在将主负载器服务停止或关机(模拟宕机),继续访问
查看副负载器
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